齿轮传动是非常重要的传动形式,广泛应用于各种机械设备。本文综合考虑齿轮啮合过程中曲率半径,卷吸速度和载荷分布等的变化,建立了渐开线直齿轮乏油弹流润滑模型;由于齿轮在工作过程中会经历多轴循环载荷,并会受到复杂工作环境的影响,因此本文在齿轮弹流润滑模型的基础上建立了多轴疲劳模型来分析齿轮的疲劳寿命。论文的主要内容和研究结论如下:将直齿轮的啮合过程等效为一对圆柱滚子的接触问题,通过求解两圆柱滚子的弹流润滑完全数值解来模拟直齿圆柱齿轮任一瞬时啮合线上的润滑情况,并考虑了不同工况条件对齿轮传动的影响。计算表明轮齿会在单齿啮合区与双齿啮合区的交界处出现压力激增的现象,在沿齿宽方向两端会产生应力集中,油膜厚度会随着压力的增大而减小;进而研究了转速、载荷和轮齿端部修形对齿轮润滑性能的影响。基于弹流润滑计算和次表面应力建立了渐开线直齿轮多轴疲劳寿命计算模型,考虑了齿轮固定点的应力历史和材料属性对疲劳寿命的影响,该模型可以得到齿轮在完整啮合过程中的寿命分布。计算分析了光滑表面和不同粗糙度幅值下轮齿各点寿命的大小和分布。计算表明:粗糙表面下齿面油膜压力显著增大并产生明显的波动,波动幅值的大小随粗糙度的增加而增大;齿面粗糙度对疲劳寿命的影响显著,随着粗糙度幅值的增大,表层下最大应力向齿面移动,导致低疲劳寿命区向齿面发展且逐步扩展到整个单齿啮合区;而表面粗糙度降低到一定程度则对疲劳寿命的影响变得不明显。建立了渐开线直齿轮有限长乏油弹流润滑模型,并对乏油条件下的齿轮进行了疲劳寿命计算。结果表明:乏油条件下,压力分布更接近于赫兹压力分布,在自由边界处压力不连续并随着供油量的减少压力梯度逐渐增大,而压力分布区域逐渐减小;由于乏油条件下油膜厚度减小,轮齿表面会出现微凸体直接接触的情况,油膜压力升高导致齿轮疲劳寿命降低,并对轮齿次表面下的区域产生显著影响,因此避免出现乏油非常重要。